JP3625876B2

JP3625876B2 - Manufacturing method of optical thin film and optical component having the optical thin film

Info

Publication number: JP3625876B2
Application number: JP27920494A
Authority: JP
Inventors: 宣明三田村; 健川俣
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-11-14
Filing date: 1994-11-14
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2020-03-02
Also published as: JPH08134637A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光学部品などに用いられる反射防止膜やハーフミラー、干渉フィルターなどの光学薄膜の製造方法および該光学薄膜を有する光学部品に係り、より詳しくはスパッタリング法による光学薄膜の製造方法およびこの方法により得られる光学薄膜を有する光学部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射防止膜やハーフミラー、干渉フィルターなどの光学薄膜を光学部品に形成する場合、真空中で膜材料を加熱して蒸発させ、基板上に付着させる真空蒸着法が主に使用されてきた。しかし、近年になり、上記光学薄膜を成形する際においても、真空蒸着法に比較して自動化・省力化・大面積基板への適用性などの点で有利なスパッタリング法によるコ−ティングの要求が高まってきた。
【０００３】
一方、光学薄膜を構成する物質としては、ＳｉＯ_２やＴｉＯ_２などの金属酸化物が一般的であるが、この他に屈折率が低い等の理由により、ＭｇＦ_２などの金属フッ化物がしばしば用いられている。ところが、ＭｇＦ_２などの金属フッ化物は真空蒸着法により容易に良質な膜が成形できるのに対し、スパッタリング法においては、スパッタリングを行う際にフッ素（Ｆ）が解離しやすく、形成した膜に可視光の吸収が生じやすいという問題がある。
【０００４】
そこで、従来、スパッタガスとしてフッ素を含有するガスを用いることにより、解離したフッ素を補充するという技術が検討されている。このような試みは、例えば特開平４−２８９１６５号公報に開示されている。この公報によれば、金属フッ化物をスパッタする際、スパッタガスとして不活性ガスとフッ素ガスまたはフッ素ガス含有化合物ガスとの混合ガスを用い、金属フッ化物の膜を形成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術で用いられているフッ素ガスやフッ素含有化合物ガスなどのフッ素系ガスは、極めて腐食性が高く、真空チャンバーやポンプ、真空油などを劣化させてしまう恐れがあった。また、人体にも有害で、特別な排ガス処理装置が必要である等、生産性や安全性において問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、スパッタリング法により、光吸収の少ない光学薄膜を生産性良く安全に形成することができる光学薄膜の製造方法および該光学薄膜を有する光学部品を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するために、以下のように構成した。
請求項１の発明は、スパッタリング法により光学薄膜を製造するにあたり、少なくとも金属酸フッ化物（ＭＦ_ｘＯ_ｙ；Ｍは金属）を含むターゲットをスパッタリングすることにより、光学薄膜を基板上に形成することとした。ここで、フッ素（Ｆ）と酸素（Ｏ）の金属に対する組成比（ｘおよびｙ）は、特に限定されるものではない。また、本発明では、金属酸フッ化物に他の金属酸フッ化物や金属酸化物などを、本発明の効果を享受し得る範囲で混合しても良く、また他の金属酸化物や金属などからなる層と組み合わせて多層の光学薄膜を構成しても一向に構わない。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１における金属酸フッ化物の金属をＭｇとした。また請求項３の発明は、ガラスまたはプラスチックスを基板として、その上に金属酸フッ化物からなる光学薄膜を有する構成の光学部品とした。本発明の金属酸フッ化物を構成する金属は、特に限定をする必要はなく、Ｌｉ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｃａ，Ｇａ，Ｓｒ，Ｙ，Ｉｎ，Ｂａ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｄｙ，Ｙｂ等、さまざまなものが適用可能であるが、膜の屈折率や耐久性などを勘案すると、特に金属がＭｇである時に有効である。
【０００９】
なお、本発明における光学薄膜とは、反射防止膜、反射増加膜、ハーフミラー、ビームスプリッター、干渉フィルター、位相膜等をさし、特に限定されるものではない。
【００１０】
また、本発明におけるスパッタリング法とは、マグネトロンスパッタリング、高周波（ＲＦ）スパッタリング、低周波（ＬＦ）スパッタリング、二極スパッタリング、ＥＣＲスパッタリング、イオンビームスパッタリング（ＩＢＳ）等をさし、特に限定されるものではない。
【００１１】
【作用】
上記請求項１にあっては、少なくとも金属酸フッ化物（ＭＦ_ｘＯ_ｙ；Ｍは金属）を含むターゲットを用いて、金属酸フッ化物からなる光学薄膜を製造する。金属酸フッ化物は、通常の金属フッ化物に比べてスパッタ時のフッ素の解離が少なく、製造された膜は光吸収が生じにくくなる。これは、金属に結合している酸素（Ｏ）が同じく金属に結合しているフッ素（Ｆ）の解離を抑える作用があるからである。
【００１２】
また、少なくとも金属酸フッ化物（ＭＦ_ｘＯ_ｙ；Ｍは金属）を含むターゲットを用いて得られる金属酸フッ化物の膜は、通常の金属フッ化物の膜に近い屈折率を有し、光学特性や耐久性においても金属フッ化物と同等以上の性能を有しているので、従来の金属フッ化物と同様に光学薄膜に用いることができる。さらに、スパッタガスとして特殊なフッ素系のガスを用いる必要がなく、生産性や安全性を損なうことがない。
したがって、請求項３の光学部品にあっては、金属フッ化物の膜に比べ、その上に形成される金属酸フッ化物の膜は金属に結合した酸素が同じく金属に結合しているフッ素の解離を抑える作用があるから、光吸収が生じにくくなり、よって光吸収の少ない光学部品が得られる。
【００１３】
請求項２のように、金属酸フッ化物を構成する金属を、特にＭｇとした場合、スパッタリングにより得られる膜は、特に屈折率が低い（ｎ≦１．４）とともに耐久性が高く、光学薄膜に有効である。
【００１４】
【実施例１】
本発明の実施例１では、ターゲットにＭｇＦ_ｘＯ_ｙ（ｘ＝１．８，ｙ＝０．１）を用い、ガラス基板上にＭＦ_ｘＯ_ｙからなる単層の反射防止膜を形成した。
上記ターゲットのＭｇＦ_ｘＯ_ｙは、ＭｇＦ_２を真空中で熱酸化するなどして、容易に製造することができる。
【００１５】
図１は本実施例で使用したスパッタリング装置を示す概略構成図である。
スパッタリング装置のチャンバー１は三槽構造となっており、基板をセットする第一槽２、基板上に成膜を行う第二槽３および成膜した基板を取り出す第三槽４から構成される、いわゆるインライン式の装置である。第一槽２と第二槽３はゲートバルブ５および第二槽３と第三槽４はゲートバルブ６でそれぞれ仕切られている。第二槽３には、ガス導入バルブ７を備えたガス導入口８が設けられており、ガス導入バルブ７を開くことによりＡｒガスなどのスパッタガスを第二槽３内に外部から導入することができるようになっている。また、第二槽３内には、マグネトロンを使用したカソードが設けられ、４インチのターゲット９を取り付け得るようになっている。ターゲット９のカソードには、ＲＦ電源１０が備えられている。さらに、ターゲット９と基板ホルダ１２で保持されたガラス基板１１の間には、ターゲット９からの粒子を遮るためのシャッタ１３が開閉自在に設けられている。
【００１６】
上記基板ホルダー１２は、第一槽２、第二槽３および第三槽４内を移動自在に設けられており、第一槽２でガラス基板１１を保持させた後、第二槽３内でターゲット９と対向する位置に移動させてガラス基板１１上に成膜した後、第三槽４に移動させ得るようになっている。なお、排気系は図示を省略してあるが、排気系はロータリーポンプとターボ分子ポンプとからなっている。
【００１７】
本実施例では、第二槽３のターゲット９としてＭｇＦ_ｘＯ_ｙ（ｘ＝１．８，ｙ＝０．１）をカソードに取り付け、ＭｇＦ_ｘＯ_ｙをスパッタする際には、真空槽内を十分に排気した後、ガス導入バルブ７を徐々に開いてガス導入口８から分圧が２ＰａのＡｒガスを導入し、ＲＦ電源１０の投入電力を４００Ｗとする。このようにすることで、ＲＦマグネトロンスパッタリング法により、ガラス基板１１上にＭｇＦ_ｘＯ_ｙ膜を形成することができる。
【００１８】
次に、本実施例の光学薄膜の成膜手順を説明する。
まず、硝材ＬａＳＫ０１（（株）オハラ製、屈折率ｎ＝１．７６）からなるガラス基板１１を基板ホルダ１２に保持し、第一槽１内にセットする。槽内を図示を省略した排気系のターボ分子ポンプにより１×１０^−３Ｐａまで排気した後、ゲートバルブ５を開き、基板ホルダ１２とともにガラス基板１１を第二槽３内の所定位置に送る。
【００１９】
ガラス基板１１が第二槽３に入るとゲートバルブ５を閉じ、シャッタ１３を開き、光学的膜厚ｎｄ＝１３０ｎｍのＭｇＦ_ｘＯ_ｙ膜をガラス基板１１上に形成した後、シャッタ１３を閉じる。続いて、ゲートバルブ６を開き、ガラス基板１１を基板ホルダ１２とともに第三槽４に送る。
【００２０】
ガラス基板１１が第三槽４内に送られた後、ゲートバルブ６を閉じ、第三槽４を大気圧にリークしてガラス基板１１を基板ホルダ１２とともに取り出す。このようにして、ガラス基板１１上にＭｇＦ_ｘＯ_ｙからなる単層の反射防止膜を形成することができる。本実施例の成膜条件等を表１にまとめて示す。
【００２１】
【表１】

【００２２】
本実施例では、金属酸フッ化物であるＭｇＦ_ｘＯ_ｙのターゲットを用いているため、通常の金属フッ化物であるＭｇＦ_２をターゲットに用いた場合に比べて、スパッタ時のフッ素の解離が少なく、形成した膜の光吸収が生じない。これは、Ｍｇに結合している酸素（Ｏ）が同じくＭｇに結合しているフッ素（Ｆ）の解離を抑える作用があるからである。
【００２３】
すなわち、本実施例の製造方法によって得られるＭｇＦ_ｘＯ_ｙの膜は、通常のＭｇＦ_２の膜の屈折率（ｎ＝１．３８）に近い、低い屈折率（ｎ＝１．３９）を有し、光学特性や耐久性においてもＭｇＦ_２と同等以上の性能を有している。
また、本実施例では、スパッタガスとして特殊なフッ素系のガスを用いておらず、生産性や安全性を損なうことがない。
【００２４】
本実施例により形成した反射防止膜の分光反射特性を図２に示す。図２に示すように、ＭｇＦ_ｘＯ_ｙからなる反射防止膜は、単層で良好な反射防止効果が得られていることがわかる。また、光吸収は可視域で０．３％以下であり、実用上何ら問題はなかった。
【００２５】
以上のように、本発明の実施例１によれば、ＭｇＦ_ｘＯ_ｙのターゲットをスパッタリングすることにより、反射防止膜を形成したので、光吸収の少ない反射防止膜をスパッタリング法によりガラス基板上に生産性良く安全に製造することができる。また、本実施例では、特に金属がＭｇなので、膜の屈折率が低く、良好な反射防止膜を有するガラス基板が得られる他、反射防止膜の耐久性も高い。
【００２６】
なお、本実施例では、ＭｇＦ_ｘＯ_ｙからなる反射防止膜を単層で形成した例を示したが、これに限られないことはいうまでもない。例えば、ＴｉＯ_２やＴａ_２Ｏ_５のような酸化物などと組み合わせた２〜６層程度の反射防止膜や、その他ハーフミラー、干渉フィルター等でも、同様の手法で光吸収のない良好な光学薄膜を製造することができた。また、基板１１もガラスに限られず、例えばポリカーボネートやアモルファスポリオレフィンなどのプラスチックにも適用でき、同様の効果が得られた。その他、スパッタリング装置も本実施例のようなインライン式の装置でなく、バッチ式のものを用いても同様の効果を有する反射防止膜を製造することができた。
【００２７】
【実施例２〜８】
本発明の実施例２〜８では、実施例１におけるターゲット９のＭｇＦ_ｘＯ_ｙ（ｘ＝１．８，ｙ＝０．１）に代え、表２に示す材質のターゲットを用い、実施例１で使用したスパッタリング装置により、実施例１と同じ成膜条件でガラス基板上に金属酸フッ化物の膜からなる反射防止膜を形成した。すなわち、実施例２ではＭｇＦ_ｘＯ_ｙ（ｘ＝１．４，ｙ＝０．３）、実施例３ではＡｌＦ_ｘＯ_ｙ（ｘ＝２．４，ｙ＝０．３）、実施例４ではＣａＦ_ｘＯ_ｙ（ｘ＝１．６，ｙ＝０．２）、実施例５ではＳｒＦ_ｘＯ_ｙ（ｘ＝１．８，ｙ＝０．１）、実施例６ではＩｎＦ_ｘＯ_ｙ（ｘ＝２．４，ｙ＝０．３）、実施例７ではＧａＦ_ｘＯ_ｙ（ｘ＝２．４，ｙ＝０．３）、実施例８ではＭｇＦ_ｘＯ_ｙ（ｘ＝１．４，ｙ＝０．３）とＡｌＦ_ｘＯ_ｙ（ｘ＝２．４，ｙ＝０．３）の混合物をターゲットの材質に用いた。
【００２８】
【表２】

【００２９】
実施例２〜８でも、実施例１と同様に、金属酸フッ化物あるいはそれらを含む混合物のターゲットを用いているため、通常の金属フッ化物に比べて、スパッタ時のフッ素の解離が少なく、膜の光吸収が生じない金属酸フッ化物の膜が得られる。
【００３０】
なお、上記各実施例の製造方法によって得られる金属酸フッ化物の膜は、通常の金属フッ化物の膜の屈折率に近い屈折率を有し、スパッタガスとして特殊なフッ素系のガスを用いておらず、生産性や安全性を損なうことがない。
【００３１】
上記各実施例におけるターゲットを用いた場合にも、実施例１と同様、表２に示すように光吸収の少ない光学薄膜をスパッタリング法により、生産性良く安全に製造することができた。
【００３２】
次に、本発明の各実施例に対する比較例１〜６を、表３に示す。比較例はターゲット材質を金属フッ化物に変え、本発明の各実施例と同じ膜厚、ガス圧、投入電力で成膜した。
【００３３】
【表３】

【００３４】
表３に示すように、比較例１は実施例１，２に、比較例２は実施例３に、比較例３は実施例４に、比較例４は実施例５、比較例５は実施例６、比較例６は実施例７に対応するもので、各比較例で形成した各膜は、いずれの場合も本発明の各実施例で形成した膜よりも、光吸収が著しく大きかった。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、少なくとも金属酸フッ化物（ＭＦ_ｘＯ_ｙ；Ｍは金属）を含むターゲットをスパッタリングすることにより、光学薄膜を形成することとしたので、光吸収の少ない光学薄膜をスパッタリング法により生産性良く安全に製造することができる。
【００３６】
請求項２によれば、特に金属酸フッ化物を構成する金属をＭｇとしたので、屈折率が低く、耐久性が高い光学薄膜をスパッタリング法により生産性良く安全に製造することができる。
請求項３によれば、金属フッ化物の薄膜に比べ、金属酸フッ化物の薄膜では金属に結合した酸素が同じく金属に結合しているフッ素の解離を抑えているので、光吸収が生じにくくなっており、光吸収の少ない光学部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る各実施例の光学薄膜の製造方法に用いるスパッタリング装置を概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の実施例１で形成した反射防止膜の分光反射特性を示す図である。
【符号の説明】
９ターゲット
１１ガラス基板[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for producing an optical thin film such as an antireflection film, a half mirror, an interference filter and the like used for optical parts and the like, and an optical part having the optical thin film. The present invention relates to an optical component having an optical thin film obtained by the method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when an optical thin film such as an antireflection film, a half mirror, or an interference filter is formed on an optical component, a vacuum deposition method in which a film material is heated and evaporated in a vacuum and adhered onto a substrate has been mainly used. . However, in recent years, when forming the optical thin film, there has been a demand for coating by a sputtering method which is advantageous in terms of automation, labor saving, and applicability to a large area substrate as compared with the vacuum deposition method. It has increased.
[0003]
On the other hand, as a material constituting the optical thin film, metal oxides such as SiO ₂ and TiO ₂ are generally used. However, metal fluorides such as MgF ₂ are often used due to low refractive index. It has been. However, a metal fluoride such as MgF ₂ can be easily formed into a high-quality film by a vacuum deposition method, whereas in the sputtering method, fluorine (F) is easily dissociated during sputtering, so that the formed film is visible. There is a problem that light absorption is likely to occur.
[0004]
Therefore, conventionally, a technique of replenishing dissociated fluorine by using a gas containing fluorine as a sputtering gas has been studied. Such an attempt is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-289165. According to this publication, when sputtering metal fluoride, a mixed gas of an inert gas and fluorine gas or a fluorine-containing compound gas is used as a sputtering gas to form a metal fluoride film.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, fluorine-based gases such as fluorine gas and fluorine-containing compound gas used in the above prior art are extremely corrosive, and there is a risk of deteriorating the vacuum chamber, pump, vacuum oil, and the like. Further, there are problems in productivity and safety, such as being harmful to human bodies and requiring a special exhaust gas treatment device.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has an optical thin film manufacturing method and an optical thin film capable of safely forming an optical thin film with little light absorption by a sputtering method with high productivity. An object is to provide an optical component.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
According to the first aspect of the present invention, in manufacturing an optical thin film by a sputtering method, an optical thin film is formed on a substrate by sputtering a target containing at least a metal oxyfluoride (MF _x O _y ; M is a metal). It was. Here, the composition ratio (x and y) of fluorine (F) and oxygen (O) to the metal is not particularly limited. In the present invention, the metal oxyfluoride may be mixed with other metal oxyfluorides, metal oxides, etc. within a range where the effects of the present invention can be enjoyed, and from other metal oxides, metals, etc. A multilayer optical thin film may be formed in combination with a layer to be formed.
[0008]
In the invention of claim 2, the metal of the metal oxyfluoride in claim 1 is Mg. According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical component having a structure in which an optical thin film made of a metal oxyfluoride is provided on a glass or plastic substrate. The metal constituting the metal oxyfluoride of the present invention is not particularly limited, and Li, Na, Mg, Al, Ca, Ga, Sr, Y, In, Ba, Pb, La, Ce, Nd, Sm , Dy, Yb, and the like can be applied, but considering the refractive index and durability of the film, it is particularly effective when the metal is Mg.
[0009]
The optical thin film in the present invention refers to an antireflection film, a reflection increasing film, a half mirror, a beam splitter, an interference filter, a phase film, and the like, and is not particularly limited.
[0010]
The sputtering method in the present invention includes magnetron sputtering, radio frequency (RF) sputtering, low frequency (LF) sputtering, bipolar sputtering, ECR sputtering, ion beam sputtering (IBS), etc., and is not particularly limited. Absent.
[0011]
[Action]
In the above-described first aspect, at least a metal oxyfluoride (MF x O _y; the _M metal) by using a target containing, for producing an optical thin film made of a metal oxyfluoride. A metal oxyfluoride has less dissociation of fluorine during sputtering than a normal metal fluoride, and the manufactured film is less likely to absorb light. This is because oxygen (O) bonded to the metal has an action of suppressing dissociation of fluorine (F) bonded to the metal.
[0012]
Further, a metal oxyfluoride film obtained by using a target containing at least a metal oxyfluoride (MF _x O _y ; M is a metal) has a refractive index close to that of a normal metal fluoride film, and has optical characteristics. In addition, since it has performance equivalent to or better than that of metal fluoride, it can be used for an optical thin film in the same manner as conventional metal fluoride. Furthermore, it is not necessary to use a special fluorine-based gas as a sputtering gas, and productivity and safety are not impaired.
Therefore, in the optical component according to claim 3, compared with the metal fluoride film, the metal oxyfluoride film formed thereon has a dissociation of fluorine in which oxygen bonded to the metal is also bonded to the metal. Therefore, it is difficult for light absorption to occur, so that an optical component with little light absorption can be obtained.
[0013]
When the metal constituting the metal oxyfluoride is particularly Mg as in claim 2, the film obtained by sputtering has a particularly low refractive index (n ≦ 1.4) and high durability, and an optical thin film It is effective for.
[0014]
[Example 1]
In Example 1 of the present invention, MgF _x O _y (x = 1.8, y = 0.1) was used as a target, and a single-layer antireflection film made of MF _x O _y was formed on a glass substrate.
The target MgF _x O _y can be easily manufactured by thermally oxidizing MgF ₂ in vacuum.
[0015]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a sputtering apparatus used in this example.
The chamber 1 of the sputtering apparatus has a three-tank structure, and includes a first tank 2 for setting a substrate, a second tank 3 for forming a film on the substrate, and a third tank 4 for taking out the formed substrate. This is a so-called in-line device. The first tank 2 and the second tank 3 are partitioned by a gate valve 5, and the second tank 3 and the third tank 4 are partitioned by a gate valve 6, respectively. The second tank 3 is provided with a gas introduction port 8 having a gas introduction valve 7, and a sputtering gas such as Ar gas is introduced from the outside into the second tank 3 by opening the gas introduction valve 7. Can be done. In addition, a cathode using a magnetron is provided in the second tank 3 so that a 4-inch target 9 can be attached. An RF power source 10 is provided on the cathode of the target 9. Further, a shutter 13 for blocking particles from the target 9 is provided between the target 9 and the glass substrate 11 held by the substrate holder 12 so as to be freely opened and closed.
[0016]
The substrate holder 12 is movably provided in the first tank 2, the second tank 3 and the third tank 4, and after holding the glass substrate 11 in the first tank 2, The film can be moved to a position facing the target 9 and deposited on the glass substrate 11, and then moved to the third tank 4. Although the exhaust system is not shown, the exhaust system includes a rotary pump and a turbo molecular pump.
[0017]
In this embodiment, MgF _x O _y (x = 1.8, y = 0.1) is attached to the cathode as the target 9 of the second tank 3 and when sputtering MgF _x O _y , the inside of the vacuum tank After exhausting sufficiently, the gas introduction valve 7 is gradually opened, Ar gas having a partial pressure of 2 Pa is introduced from the gas introduction port 8, and the input power of the RF power source 10 is set to 400W. In this way, the RF magnetron sputtering method, it is possible to form a _MgF x _{O y} film on the glass substrate 11.
[0018]
Next, the film forming procedure of the optical thin film of this example will be described.
First, the glass substrate 11 made of the glass material LaSK01 (manufactured by OHARA INC., Refractive index n = 1.76) is held by the substrate holder 12 and set in the first tank 1. After the inside of the tank is evacuated to 1 × 10 ⁻³ Pa by an exhaust system turbo molecular pump (not shown), the gate valve 5 is opened, and the glass substrate 11 together with the substrate holder 12 is sent to a predetermined position in the second tank 3.
[0019]
When the glass substrate 11 enters the second tank 3, the gate valve 5 is closed, the shutter 13 is opened, an MgF _x O _y film having an optical film thickness nd = 130 nm is formed on the glass substrate 11, and then the shutter 13 is closed. Subsequently, the gate valve 6 is opened, and the glass substrate 11 is sent to the third tank 4 together with the substrate holder 12.
[0020]
After the glass substrate 11 is sent into the third tank 4, the gate valve 6 is closed, the third tank 4 is leaked to atmospheric pressure, and the glass substrate 11 is taken out together with the substrate holder 12. In this way, a single-layer antireflection film made of MgF _x O _y can be formed on the glass substrate 11. Table 1 summarizes the film forming conditions and the like of this example.
[0021]
[Table 1]

[0022]
In this example, since a target of MgF _x O _y that is a metal oxyfluoride is used, there is less dissociation of fluorine during sputtering than when MgF ₂ that is a normal metal fluoride is used as a target. The light absorption of the formed film does not occur. This is because oxygen (O) bonded to Mg has an action of suppressing dissociation of fluorine (F) bonded to Mg.
[0023]
That is, the MgF _x O _y film obtained by the manufacturing method of this example has a low refractive index (n = 1.39) close to the refractive index (n = 1.38) of a normal MgF ₂ film. In terms of optical characteristics and durability, it has the same or better performance than MgF ₂ .
In this embodiment, a special fluorine-based gas is not used as the sputtering gas, so that productivity and safety are not impaired.
[0024]
FIG. 2 shows the spectral reflection characteristics of the antireflection film formed according to this example. As shown in FIG. 2, it is understood that the antireflection film made of MgF _x O _y is a single layer and has a good antireflection effect. Further, light absorption was 0.3% or less in the visible region, and there was no problem in practical use.
[0025]
As described above, according to Example 1 of the present invention, since the antireflection film was formed by sputtering the MgF _x O _y target, an antireflection film with little light absorption was formed on the glass substrate by sputtering. It can be manufactured safely with good productivity. In this example, since the metal is Mg in particular, the refractive index of the film is low, and a glass substrate having a good antireflection film can be obtained, and the durability of the antireflection film is also high.
[0026]
In this embodiment, the example in which the antireflection film made of MgF _x O _y is formed as a single layer is shown, but it is needless to say that the present invention is not limited to this. For example, a good optical thin film that does not absorb light in the same manner even in antireflection films of about 2 to 6 layers combined with oxides such as TiO ₂ and Ta ₂ O ₅ , other half mirrors, interference filters, etc. Could be manufactured. Further, the substrate 11 is not limited to glass, and can be applied to plastics such as polycarbonate and amorphous polyolefin, and the same effect was obtained. In addition, the sputtering apparatus was not an in-line type apparatus as in the present example, but an antireflection film having the same effect could be produced even when a batch type apparatus was used.
[0027]
[Examples 2 to 8]
In Examples 2 to 8 of the present invention, instead of MgF _x O _y (x = 1.8, y = 0.1) of the target 9 in Example 1, a target made of the material shown in Table 2 was used. The antireflection film made of a metal oxyfluoride film was formed on the glass substrate under the same film formation conditions as in Example 1 using the sputtering apparatus used in the above. That is, in Example 2, MgF _x O _y (x = 1.4, y = 0.3), in Example 3, AlF _x O _y (x = 2.4, y = 0.3), in Example 4, CaF _x O _y (x = 1.6, y = 0.2), SrF _x O _y (x = 1.8, y = 0.1) in Example 5, and InF _x O _y (x = 2.4, y = 0.3), GaF _x O _y (x = 2.4, y = 0.3) in Example 7, and MgF _x O _y (x = 1.4, y in Example 8). = 0.3) and AlF _x O _y (x = 2.4, y = 0.3) were used as the target material.
[0028]
[Table 2]

[0029]
In Examples 2 to 8, as in Example 1, since the target of metal oxyfluoride or a mixture containing them is used, there is less dissociation of fluorine during sputtering compared to normal metal fluoride, and the film Thus, a metal oxyfluoride film in which no light absorption occurs is obtained.
[0030]
Note that the metal oxyfluoride film obtained by the manufacturing method of each of the above examples has a refractive index close to that of a normal metal fluoride film, and a special fluorine-based gas is used as a sputtering gas. It does not impair productivity and safety.
[0031]
Even when the targets in the above Examples were used, as in Example 1, an optical thin film with little light absorption as shown in Table 2 could be safely produced with high productivity by the sputtering method.
[0032]
Next, Table 3 shows Comparative Examples 1 to 6 for each example of the present invention. In the comparative example, the target material was changed to metal fluoride, and the film was formed with the same film thickness, gas pressure, and input power as those of the examples of the present invention.
[0033]
[Table 3]

[0034]
As shown in Table 3, Comparative Example 1 is Examples 1 and 2, Comparative Example 2 is Example 3, Comparative Example 3 is Example 4, Comparative Example 4 is Example 5, and Comparative Example 5 is Example. 6 and Comparative Example 6 corresponded to Example 7, and each film formed in each Comparative Example was significantly larger in light absorption than the film formed in each Example of the present invention.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to claim 1 of the present invention, an optical thin film is formed by sputtering a target containing at least a metal oxyfluoride (MF _x O _y ; M is a metal). An optical thin film with little light absorption can be safely produced with high productivity by a sputtering method.
[0036]
According to the second aspect, since the metal constituting the metal oxyfluoride is Mg in particular, an optical thin film having a low refractive index and high durability can be safely produced with high productivity by a sputtering method.
According to the third aspect, compared with the metal fluoride thin film, the metal oxyfluoride thin film suppresses the dissociation of the fluorine bonded to the metal in the same manner, so that light absorption is less likely to occur. Therefore, an optical component with little light absorption can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a sputtering apparatus used in a method for producing an optical thin film of each example according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing spectral reflection characteristics of an antireflection film formed in Example 1 of the present invention.
[Explanation of symbols]
9 Target 11 Glass substrate

Claims

In producing an optical thin film by sputtering, an optical thin film is formed on a substrate by sputtering a target containing at least a metal oxyfluoride (MF _x O _y ; M is a metal). Production method.

2. The method for producing an optical thin film according to claim 1, wherein the metal of the metal oxyfluoride is Mg.

An optical component comprising an optical thin film made of a metal oxyfluoride on a glass or plastic substrate.